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苗圩:操作系统比缺芯更致命,窗口期仅剩三五年

发布人:传感器技术 时间:2022-09-09 来源:工程师 发布文章

【中制导读】

车企如何构建核心供应链生态和体系,实现协同发展?如何建立安全可靠的汽车芯片产业链?企业如何带动上下游企业做强做大,提升汽车芯片产业整体能力和水平?汽车芯片企业如何顺应全球产业格局及中国市场的变化,提升供应链的韧性……



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9月6日至7日,在江苏南京召开2022全球新能源与智能汽车供应链创新大会上,全国政协经济委员会副主任、工业和信息化部原部长苗圩出席大会高层论坛,以《对当前汽车供应链面临关键问题的思考》为题现场发表演讲。

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“缺芯少魂问题不解决,我们走不快,也走不远”

受全球疫情和地缘政治影响,近几年,新能源汽车与智能网联汽车的供应链发生了很大变化。未来,全球布局的供应链将有所改变,短链、区域链多点供应将成为发展趋势。

而且,供应链已经不简简单单是一个经济决策问题,它受到很多政治因素干扰。但是不管怎么变,我个人认为,作为供应链来讲,靠近市场布局、靠近工厂布局仍然不会改变。

中国是全球最大汽车市场。我们的汽车年产销量大约占全球1/3左右,我们的新能源汽车年产销量已经连续多年占全球一半以上,所以,我们对在中国部署新能源汽车、智能网联汽车的供应链充满信心。这个布局不会以某些政客意志为转移,毕竟经济规律在里面起决定性作用。

今年上半年,我国新能源汽车产销量突破350万辆,比去年同期增长1.6倍左右。预测全年新能源汽车产销量有望达到550万辆,比去年同期增长56%。新能源汽车中长期发展规划确定,到2025年,新能源汽车渗透率达到20%的目标,大概率会在今年——提前3年实现。

这里涉及到全球汽车行业百年来最大一次变局。其实,汽车从发明到现在已经不止100年,而是接近140年历史。

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这场变局到底是怎么变的?

就汽车产品而言,电动化、智能化是变局的主要方向。在这方面,通过统一认识、统一行动,中国完全可以弥补和西方发达国家之间的差距。如智能网联汽车发展,我们有很好的5G网络,5G最大应用场景是2B,而不是2C,2B里看得见的最大市场是车联网,我们完全可以把这方面优势发挥出来。国外因为没有这个条件,所有难题都必须由汽车企业在产品上扛起来。

是不是每个车都要做摄像头?在每一个路口,每一辆车都要感知周边环境?我觉得这不是一个经济,也不是一个最有效的办法。我们完全可以搭建路侧单元,给所有路过这个路口的车提供现实场景。这样可以更加有效,全社会可以减少应用成本。

当然,早期投入是另外要考虑的问题。所以,网联化是我们的优势所在,我们可以改变西方国家将一切难题交给汽车企业的做法,通过车路协同,通过各级地方政府,以及跨行业合作,来解决智能化汽车推进过程中的一些问题。

之前,我们在新能源汽车推广当中,社会公共充电桩的建设,极大地促进大家解决充电难问题。在这方面,各级地方政府起到至关重要的作用,如果没有他们的努力,现在260多万个充电桩,特别是100多万个公共充电桩,是不可能这么短时间建立起来的。

当然这还不够,我们还要继续探索路线。但这条路已被过去的实践所证明,这是我们的制度优势,我们要在今后发展中继承下来。

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要讲新能源汽车供应链,首先讲讲芯片问题。

从芯片发展看,前些年先进制程技术要求最高、需求最大的是消费类芯片,以智能手机为代表的消费类芯片的发展。车规级芯片是仅次于军工级的芯片,比消费级和工业级应用芯片工况更加恶劣,特别是对寿命要求更高。

另外,车规级芯片除一般标准外,还要适应汽车使用的一系列标准。

讲到可靠性,我们通常把北美推行的AEC-Q100标准体系作为验证标准。要控制失效率,就必须建立芯片企业质量控制体系,IATF-16949已经转换成国标,这是不可回避的一个标准认证。讲到功能安全,ISO 26262又是必须经过的一个认证。

所以,车规级芯片比消费级、工业级芯片要求更高,需要认证时间更长,上车门槛相比消费级也更高。

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除芯片外,我还想特别提到软件问题。

在计算机时代,我们开创了“文泰来”联盟(Wintel联盟),全世界PC机大都使用Windows操作系统。在功能手机向智能手机转换过程中,以苹果为代表的公司开创了不开源的、封闭的、不开放的操作系统iOS。

谷歌看到了这个机会,推出一个开源的、开放的安卓操作系统,而且免费供大家使用。因此,在智能手机时代,除苹果占据10%~20%市场份额外,全球手机企业无一例外都选择安卓作为操作系统。

过去,我也认为开源开放的操作系统没什么问题,但两年前,美国打压华为,除芯片停止供应外,安卓操作系统也限制使用。

不是限制华为使用安卓操作系统,而是限制华为使用搭载在安卓上面的APP应用软件,使得鸿蒙之前工业用的操作系统临时转正,鸿蒙才算挺过对华为老客户的延续升级。否则,连中国一些华为客户都难以维系,而除中国外的市场丢掉则非常可惜。

通过手机这个操作系统的缺失,使我们深深地认识到:在功能产品向智能产品转换过程中,如果没有操作系统,芯片再强,汽车做得再好,都是在沙滩上起高楼。如果缺芯少魂这个问题不解决,我们走不快,也走不远。

“车企一定要懂芯,在协同中担负起链长责任

先简单介绍近些年来,我国芯片发展情况。

如果从设计、制造、封装、测试这几个环节看,这些年,随着智能手机发展,芯片类设计企业进步最快。华为海思曾经进入到集成电路设计企业全球前十,最高时好像排到第五,展讯和瑞迪克也曾经进入全球前十。

但是很不幸,美国对华为打压后,现在的芯片设计企业,华为已经排不进去了——尽管能设计出来,但没人给华为流片、代工。但是,我们在设计能力方面进步最快,这是一个不争的事实。

从国别看,根据2021年统计结果,美国在全球芯片设计领域位居世界第一,拥有68%市场份额。全球处在第二、第三的分别是中国台湾、中国大陆,市场占有率分别达到16%和13%。

讲到封装测试,中国实力最强,跟世界领先水平差距最小。世界前十位封装企业中,中国台湾有5家。中国大陆有3家,分别是长电科技、通富微电和华天科技。美国只有1家,新加坡有1家。

在先进制程的芯片流片方面,我们遇到阻力。还有一种思路,就是通过把不同类型的芯片封装到一起解决,一定程度上可弥补我们在先进制程上的缺陷,而且,这也是国际主流发展方向。

我们差距相对较大的是芯片的流片制造环节。现在,最先进制程只能达到14纳米,由于美国不允许荷兰EUV光刻机对中国出口,我们在向更先进制程升级方面受阻。而从全球分布看,先进制程固然好,但目前所占市场份额还比较小。

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这两年受芯片荒影响,主要还是成熟工艺制程28纳米及以上芯片,特别是数字电路、模拟电路的芯片、功率半导体、传感器芯片都全面紧张。

我们一定要尽可能地把固有优势巩固住。在先进制程发展受阻的情况下,我们在28纳米及以上方面的产能不足也是一个矛盾,所以现在拼命投资扩大28纳米及以上成熟工艺制程产能。

对车规级芯片来说,除少量AI芯片外,包括CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器),有先进制程最好,没有先进制程也可以通过其他方式解决。在总量上,先进制程芯片占车规级芯片比例比较低,还是成熟工艺制程为主的结构。

从整车看,随着新能源汽车发展,从分散ECU控制到新设计平台、新开发平台,已经做到集中的域控制器电子电气架构。展望未来,在域控制器基础上进一步向整车中央计算平台集中,而每一次集中,都有利于充分发挥车规级芯片在车上的使用效率。

很多芯片因为分散控制,因为域控制器并没有充分发挥车载计算的效能,所以在整车发展方向上,从域控制器向中央计算架构发展,这是几年前就提出来的发展趋势。我们一定要前瞻性谋划云控制平台的发展。

最近美国商务部限制英伟达向中国出口GPU芯片,为什么不限制Orin而限制GPU芯片?后来余凯(地平线创始人兼CEO)告诉我,英伟达GPU芯片对训练人工智能系统至关重要。我讲这个意思就是,我们大家都在关注车端使用的AI芯片,可能很少关注云端训练人工智能系统芯片的发展问题,这个短板我们要及早补上。

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在车企和车用芯片的协同发展方向上,我个人认为,车企要担负起“链长”的责任。过去车企基本不关心芯片问题,芯片的选择、匹配都是在一级供应商、二级供应商那里完成。同时,动力系统的芯片匹配也由世界著名零部件供应商按照系统提供。所以,车企基本上就是一个用户。

现在,车企不一定都去造芯,但一定要懂芯。车企一定要对自己的发展和芯片的发展,如何建立一个跨行业联合和合作,要有总体考虑,不能放任自流,这关系到车企未来发展。

这是一个大问题。而且,也只有这种合作建立起来,才能形成良好产业发展生态。

大多数企业还没有认识到,操作系统缺失将是致命的问题

前面讲到整车的电子电气架构由分布式向集中式发展,汽车软件也从过去的嵌入式开发为主向全栈式开发演进。操作系统可以发挥承上启下的作用,负责对内的管理和对外的交互。

全栈式操作系统发展趋势已经非常明显。有些车企有志于自己打造全栈式操作系统,我认为有能力的车企自己打造也可以。这里又要讲到手机的例子,当时三星有智能手机操作系统,诺基亚也有塞班操作系统,但在安卓开源、开放、免费的趋势下,除苹果外,几乎所有手机厂商都追随安卓。

在智能汽车发展上,安卓已经通过车机系统进入车企,下一步,它会向座舱系统、底盘系统渗透。我担心3年或者5年后,会不会形成手机这种局面——全世界的智能汽车都采用一个开源的、开放的、全免费的操作系统。

一旦这个生态形成,那就是丛林法则、赢者通吃。手机就表明世界上只有第一和第二,没有第三,估计将来全球汽车也是这个结局。

特斯拉已经决定甩开AutoSar,自己一行一行地去写代码,打造闭环的不开放的操作系统,就好象当年的苹果一样。

除特斯拉外,还有一两家企业,如果没有几百万辆产销量,自动驾驶的功能软件也好,用户使用的APP软件也罢,不会跟非主流操作系统首先适配。人家肯定找大的操作系统,用户数最多的操作系统适配,这就是产业发展生态。

包括谷歌也不是无私的,不是无偿的。虽然对直接客户不收费,但所有搭载在安卓上的APP软件,在安卓平台上除要得到它的认证外,它还要收费。这就是互联网思维,羊毛长在猪身上,所以,操作系统是比芯片更加迫切的供应链问题。

这几年来,车企已经深刻认识到,芯片短缺对我们发展的制约,但大多数企业还没有认识到,操作系统的缺失将是致命的问题。

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从积极意义上来说,我们通过打造操作系统,也可以实现硬件和软件的解耦。一个操作系统可以适配若干个异构的芯片。同构的芯片更不用说,可以适应同样类型的不同厂家的芯片,操作系统底层解耦已经没有问题。就像计算机的外围设备即插即用,将来芯片也是即插即用一样的道理。

解决好操作系统问题,可在一定程度上解决芯片先进制程发展受阻的问题。好在全球智能汽车发展格局未定,留给我们的时间窗口大概是3年,最多是5年时间。

如果增强紧迫感,通过3年努力打造一个自主可控的、开源开放的,最好是免费的操作系统,形成中国市场产业发展生态。毕竟,中国占据全球1/3汽车产量,智能汽车和新能源汽车则占据全球一半以上,我们的一举一动足以影响全球。

大胆地设想一下,可不可以成为继5G之后,再一次实现全球车用操作系统的引领?

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还有一个重要问题,很长一段时间以来,我们在电子信息、芯片和软件发展中,软硬件之间的协同不够。搞硬件的就搞硬件,搞软件的就搞软件,出问题后,硬件说是软件问题,软件说是硬件问题。

看看国际发展趋势,计算机时代有“温特尔联盟”,手机时代有安卓和ARM联盟,到了汽车时代,一定要解决过去长期以来容易忽视的问题。软硬件之间必须从一开始就要协同,这样可以优势互补、合作双赢。

当然,在开放的前提下,我们也不谋求100%自主,这不科学,也不经济,而且还不可能。我们要进一步扩大对外开放,欢迎国外整车企业、国外芯片企业、国外软件企业都来中国投资,和我们携手共同分享中国汽车发展红利。

但我们也要改变过去加入WTO后,主动融入全球一体化的发展格局,主动参与国际产业链分工的做法,因为中国发展到今天,美国对中国的遏制和打压不会停止,我们一定要有一个备胎。

我们不追求100%的国产,但也要防止在关键时候,一些国家对我们发展最快的行业,发展最好的企业进行打压。我们要未雨绸缪,建立起自主可控的操作系统,建立起软硬结合的发展模式。车企一定要在这里面起到牵头作用。

来源:中制智库



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